ActionTeaser.ru - тизерная реклама

*Экосистемы

Общая структура  экосистем

Экосистемы  состоят из живого  и неживого  компонентов ,называемых  соответственно биотическим и абиотическим Совокупность  живых  организмов биотического  компонента  называется сообществом Исследование  экосистем  включает ,в частности ,выяснение  и описание  тесных  взаимосвязей ,существующих  между сообществом  и абиотическим  компонентом

Биотический  компонент  полезно  подразделить  на автотрофные  и гетеротрофные  организмы Автотрофы синтезируют  необходимые  им органические вещества  из простых  неорганических  и делают это,за исключением  хемотрофных  бактерий ,с помощью фотосинтеза ,используя  свет как источник  энергии Гетеротрофы  нуждаются  в источнике  органического вещества и (за исключением  некоторых бактерий )используют  химическую энергию ,содержащуюся  в потребляемой пище  Далее будет  показано ,что гетеротрофы  в своем  существовании  зависят от автотрофов  и что понимание  этой зависимости  необходимо  для понимания  экосистем

Неживой  ,или абиотический  ,компонент  экосистемы в основном включает 1)почву или воду  и 2)климат Почва и вода  содержат  смесь  неорганических  и органических  веществ Свойства  почвы  зависят  от материнской  породы ,на которой  она лежит  и из которой  частично  образуется  В понятие  климата входят  такие параметры ,как освещенность ,температура  и влажность ,в большой степени  определяющие  видовой состав  организмов ,успешно  развивающихся  в данной  экосистеме  Для водных  экосистем  очень  существенна  также степень  солености

При экосистемном  подходе  нам   в конечном счете  нужен синтез  знаний  для воссоздания  всего  сложного целого ,и это следует  иметь в виду ,изучая различные  части  системы  по отдельности

Биотический компонент  экосистемы:взаимоотношения ,связанные с энергией  и питательными  веществами

Поток энергии  и круговорот  питательных веществ

Организмы  в экосистеме  связаны  общностью энергии и питательных веществ ,и необходимо четко разграничить  эти два понятия

Энергия  определена  как способность совершать работу ,и живые организмы  нуждаются  в энергии  для поддержания  жизни  точно так же ,как машины для того ,чтобы работать  Всю экосистему можно уподобить  единому  механизму  ,потребляющему энергию  и питательные вещества  для совершения работы Питательные вещества  первоначально  происходят  из абиотического  компонента  системы,в которой в конце концов и возвращаются  либо  в качестве  отходов  жизнедеятельности  ,либо после гибели  и разрушения  организмов  Таким образом ,в экосистеме  происходит  постоянный  круговорот  питательных  веществ ,в котором  участвуют  и живой и неживой  компоненты  Такие круговороты  называются биогеохимическими  циклами

Движущей  силой  этих круговоротов  служит  в конечном  счете  энергия Солнца  Фотосинтезирующие  организмы  непосредственно  используют  энергию  солнечного света  и затем  передают  ее другим представителям  биотического  компонента  В итоге создается  поток энергии  и питательных  веществ через экосистему  Необходимо  еще отметить  ,что климатические  факторы  абиотического   компонента  ,такие,  как температура ,движение  атмосферы  ,испарение  и осадки , тоже  регулируются  поступлением  солнечной  энергии

Для того  чтобы понять,  почему имеет место линейный поток энергии   через экосистему ,а не ее  круговорот и повторное  использование  (как в случае питательных  веществ) ,необходимо  коротко  рассмотреть  термодинамические  соображения

Энергия  может существовать  в виде различных взаимопревращаемых  форм ,таких,  как механическая ,химическая ,тепловая  или электрическая  энергия  Переход  одной формы  в другую ,называемый преобразованием энергии ,подчиняется  законам  термодинамики  Первый закон    термодинамики ,закон  сохранения энергии,гласит ,что энергия  может превращаться  из одной формы  в другую ,но не может быть создана  или уничтожена  Второй закон  утверждает, что при совершении работы  энергия не может быть  использована  на все 100% и часть ее неизбежно  превращается  в тепло  Тепло есть  результат  случайного  движения  молекул ,тогда как работа всегда означает  неслучайное (то есть упорядоченное) использование  энергии  Понятие «работы»  приложимо  к любому  процессу  ,протекающему  в живой  системе  с потреблением  энергии  ,начиная  от процессов  на клеточном уровне  ,таких,как  поддержание  электрических  градиентов  на мембране  и синтез белков  ,и кончая  процессами  на уровне  целого организма  (рост ,развитие ,репарация ,размножение)

Таким образом  ,живые организмы- это преобразователи  энергии ,и каждый раз  ,когда происходит  превращение энергии  ,часть их теряется  в виде тепла В конце  концов  вся энергия  ,поступающая  в биотический компонент   экосистемы  ,рассеивается  в виде тепла  Можно было бы подумать  ,что,поскольку  и тепло способно   совершать работу (например,в паровозе)  ,то нет причин  ,которые мешали бы  круговороту тепла  Однако процесс  ,производящий тепло ,требует  больше  энергии ,чем может быть  возвращено  путем вторичного  использования  этого тепла;  поэтому  в целом  происходит  все же потеря полезной  энергии  в системе  Фактически  живые организмы не используют  тепло как источник  энергии для совершения  работы -они используют  свет  и химическую энергию

Изучение  потока  энергии через экосистемы  называется энергетикой  экосистем ,и так как это доминирующая  тема  в их  изучении ,нам важно  познакомиться  с единицами  ,используемыми  для измерения  энергии

Other Posts

Комментарии

No Комментарии

Leave a reply

Тизерная сеть GlobalTeaser